NSP788(V30)馈线保护及测控装置技术说明书

NSP788（V3.0）馈线保护及测控装置技术说明书1概述NSP788(V3.0)馈线保护及测控装置（以下简称装置），适用于35kV及以下电压等级的输电线路，可集中组屏也可在开关柜就地安装。2技术参数2.1额定参数2.1.1额定直流电压：220V或110V，允许偏差-20%～+20%。2.1.2额定交流数据a)交流电压：100V或57.7Vb)交流电流：5A或1Ac)额定频率：50Hz2.1.3功率消耗a)直流回路：正常工作时不大于20W，装置动作时不大于25W。b)交流电压回路：每相不大于0.5VAc)交流电流回路：额定电流为5A时每相不大于1.0VA；额定电流为1A时每相不大于0.5VA。2.1.4开关量输入电平为220V或110V（依订货号而定，参见附4）；遥脉及GPS输入为24V，需有源输入。2.2主要技术性能2.2.1采样回路精确工作范围及误差表1采样回路精确工作范围及误差保护回路测量回路测量范围精度†测量范围精度三相电压0.4V－120V0.2%与保护共用同保护三相电流0.08In－20In3%0-1.2In0.2%附加零序电流0.08In－20In3%0-1.2In0.2%零序电压0.4V－120V3%------------零序电流高灵敏*0.002A-1.200A3%------------宽范围*0.08In－20In3%------------†基准值为额定值。*根据系统的接地方式为有效接地还是非有效接地，需要装置具有相应特性的零序CT。订货时需要提供该信息（参见附录4）。高灵敏零序CT适用于非有效接地系统，宽范围零序CT适用于有效接地系统。2.2.2过载能力交流电流回路：2倍额定电流，连续工作；10倍额定电流，允许10秒；40倍额定电流，允许1秒；交流电压回路：1.2倍的额定电压，连续工作。2.2.3接点容量出口跳闸触点：允许长期通过电流8A，切断电流0.3A（DC220V，V/R1ms），出口信号触点：允许长期通过电流8A，切断电流0.3A（DC220V，V/R1ms）2.2.4跳合闸电流断路器跳闸电流：0.5A、1A、1.5A、2A、2.5A、3A、3.5A、4A。断路器合闸电流：0.5A、1A、1.5A、2A、2.5A、3A、3.5A、4A。2.2.5各类元件定值误差电流元件定值误差：±5%电压元件定值误差：3%时间元件:±50ms方向元件角度误差：±5度频率滑差误差：±0.3Hz/s2.2.6整组动作时间(包括继电器固有时间)速动段的固有动作时间：1.2倍整定值时，误差不大于40ms2.2.7测量系统精度：电流、电压测量精度：±0.2%X额定值功率测量精度：±0.5%X额定值频率测量精度：±0.01Hz2.2.8遥信分辨率：2ms2.3绝缘性能2.3.1绝缘电阻装置的带电部分和非带电部分及外壳之间以及电气上无联系的各电路之间用开路电压500V的兆欧表测量其绝缘电阻值，正常试验大气条件下绝缘电阻不小于20M。2.3.2介质强度在正常试验大气条件下，装置能承受频率为50Hz、电压2000V历时1分钟的工频耐压试验而无击穿闪络及元件损坏现象。试验过程中任一被试回路施加电压时其余回路等电位互联接地。2.3.3冲击电压在正常试验大气条件下装置的电源输入回路、交流输入回路、直流输入回路、输出触点回路对地以及回路之间能承受1.2/50µs的标准雷电波的短时冲击。电压试验开路试验电压为5kV。2.3.4耐湿热性能装置应能承受GB/T2423.9规定的恒定湿热试验试验温度40℃±2℃、相对湿度93%±3%、试验时间为48h，在试验结束前2小时内根据2.3.1的要求测量各导电电路对外露非带电金属部分及外壳之间电气上不联系的各回路之间的绝缘电阻不小于1.5M。介质耐压强度不低于2.3.2规定的介质强度试验电压幅值的75%。2.4抗电磁干扰性能2.4.1脉冲干扰装置能承受GB/T14598.13-1998规定的干扰试验，试验电源频率为100kHz和1MHz，试验电压为共模2500V、差模1000V的衰减振荡波。试验时给被试装置预先施加电源，按GB/T14598.13第3.1.1的表所列临界条件叠加干扰试验，电压装置不误动、不拒动。2.4.2快速瞬变干扰装置能承受GB/T14598.10-1996标准规定的IV级（4kV±10%）快速瞬变干扰试验。2.4.3静电放电装置能承受GB/T14598.14-1998标准规定的IV级（空间放电15kV、接触放电8kV）静电放电试验。2.4.4辐射电磁场干扰装置能承受GB/T14598.9-1995标准规定的严酷等级为III级的辐射电磁场干扰试验。2.4.5浪涌通过GB/T17626.51999标准规定的浪涌冲击抗扰度III级干扰试验(共模2000V、差模1000V)。2.5机械性能2.5.1振动装置能承受GB/T7261-2000《继电器及装置基本试验方法》中16.2.3规定的严酷等级为1级的振动响应试验；装置能承受GB/T7261-2000中16.2.3规定的严酷等级为1级的振动耐久试验。2.5.2冲击装置能承受GB/T7261-2000中17.4.1.1规定的严酷等级为1级的冲击响应试验；装置能承受GB/T7261-2000中17.5.1规定的严酷等级为1级的冲击耐久试验。2.5.3碰撞装置能承受GB/T7261-2000中18.4规定的严酷等级为1级的冲击碰撞试验。2.6环境条件a)环境温度工作温度：-25℃～+55℃贮存温度：－40℃～+85℃在极限值下不施加激励量,装置不出现不可逆的变化,温度恢复后,装置应能正常工作。b)相对湿度：最湿月的月平均最大相对湿度为90%同时该月的月平均最低温度为25℃，且表面无凝露，最高温度为+40℃时,平均最大相对湿度不超过50%c)大气压力：86kPa－106kPa、66kPa－110kPa。3装置硬件3.1机箱结构装置采用标准的1/3或1/2、19吋6U机箱。前面板为整面板，包括汉化液晶显示器、信号指示灯、操作键盘等。机箱采用背插式防尘抗振动的设计以确保装置安装于条件恶劣的现场时仍具备高可靠性。机箱结构尺寸如附录3所示。3.2交流插件交流插件包括电压输入和电流输入两个部分。不同型号的装置其电压和电流输入元件的数目不同。3.3CPU插件保护CPU为32位DSP芯片，可以实现每秒120兆次浮点运算，片内有34Kx32位RAM存贮器。片外扩展64Kx32位片外高速RAM、512Kx8位FLASH、512Kx8位带电保持NVRAM及8Kx8位串行EEPROM。CPU模件原理示意图如图1所示。保护系统采用的数据采集系统由高可靠性的14位的A/D转换器、多路开关及滤波回路组成。所采用的A/D转换芯片具有转换速度快、采样偏差小、超小功耗及稳定性好等特点。本装置的采样回路无可调整元件，也不需要在现场作调整，具备高度的可靠性。模拟输入01模拟输入16放大器A/D转换器通道地址发生器方式控制寄存器读/写控制数据缓冲NVRAM1M×864K×32320VC33片内RAM看门狗译码SRAM数字量输出01数字量输出16数字量输入01数字量输入24实时时钟光电隔离数据缓冲光电隔离数据锁存多路切换器34K×32512K×8FLASH数据缓冲数据缓冲8K×8串行EEPROM图1保护CPU模件原理示意图CPU插件采用了多层印制板及表面贴装工艺，大大提高装置的可靠性及抗电磁干扰能力。3.4人机对话MMI插件MMI模件是基于32位ARM芯片开发的人机界面，用于装置的人机交互及处理相关的通讯任务。它拥有128X128宽温、黄绿底液晶（带温度补偿功能），也可选彩色蓝底液晶；有4个LED显示灯；通讯端口有：一个隔离的RS232口（作为维护口）、一个隔离的RS422/RS485（与DSP板通讯）、及两个隔离的RS485口、三个10M的以太网口（与系统通讯，具体配置可选）。以太网络通信物理接口方式为RJ45插座，通讯介质为屏蔽五类线或光纤；RS485通信物理接口为凤凰端子，通讯介质为屏蔽双绞线或光纤。MMI模件的程序内存为512KB，数据内存为256KB。MMI模件的LCD显示屏可显示8行×8列汉字，人机界面友善、清晰易懂。MMI与DSP模件通信联系框图如图2。图2MMI与DSP模件通信联系框图3.5继电器插件继电器插件包括保护动作信号继电器、出口继电器，遥控继电器及操作回路。操作回路的跳、合闸电流可以通过板上的跳线加以选择，通过跳线，可以有0.5A、1.0A、1.5A、2.0A、2.5A、3.0A、3.5A、4.0A等八种跳、合闸额定电流。跳线的方法如表2所示。表2操作回路跳合电流跳线方法短接线(跳闸回路)适用电流值（A）短接线(合闸回路)JP7JP6JP5JP4JP3JP2断断断0.50断断断连断断1连断断断连断1.5断连断连连断2连连断断断连2.5断断连连断连3连断连断连连3.5断连连连连连4连连连跳合闸额定电流的选择宜采用“向下靠”的方式选择。如给定的跳闸电流为1.3A则跳闸回路应选用1A档的回路参数而不是1.5A档的回路参数，这样才能保证跳闸回路的可靠性。合闸回路的参数选择也遵循此原则。3.6电源插件采用直流逆变电源，直流220V或110V输入经抗干扰滤波回路后,利用逆变原理输出本装置需要的三组直流电压,即5V、±12V和24V，三组电压均不共地,且采用浮地方式,同外壳不相连。其中，+5V为装置计算机系统的工作电源，±12V为数据采集系统电源，24V用于驱动继电器的电源。此外，还提供了21路220V/110V的开关量输入及两路遥脉输入（遥脉1可以复用为GPS脉冲输入）。RS232维护口256KBRAMDSP模件RS422接口以太网接口RS485接口512KBFLASHARM7TDMI大液晶9键键盘DSPCPU3.7装置系统联系图图3装置系统联系图4保护原理及整定说明NSP7系列装置的保护功能采用分块设置、显示的方式。可以在“系统参数”的“保护配置”中将所用到的保护功能开放或关闭，只有已开放的保护功能的定值才在MMI定值界面上可见及有效的，此时不用的保护功能关闭。特别需要注意是将保护功能开放或关闭对于相应块内的定值不产生任何影响，因此对正在运行的装置投入新定值块时需要做好相关的安全措施，如解除出口压板等，以防装置误动。保护功能开放后再进入相应的定值菜单进行设置和核实。保护功能配置的定值单如表3所示：表3保护功能配置的定值单定值定值范围相过流保护配置开放/关闭零序过流保护配置开放/关闭自动重合闸配置开放/关闭重合闸前加速配置开放/关闭重合闸后加速配置开放/关闭充电保护配置开放/关闭小电流接地保护配置开放/关闭过负荷保护配置开放/关闭低频减载保护配置开放/关闭低压减载保护配置开放/关闭开入回路3I03I0'保护电流零序电流指示灯液晶键盘MMI板CPU插件UaUnIAICIBUxUbUc3U0'Ux'IA'IB'IC'3U0抽取电压测量电流零序电压电压量交流插件AD转换EEPROMRS485网络或以太网维护口FLASHSCADA通讯口NVRAMDSPSRAM开出回路出口插件遥信输入开入转换回路电源插件Ic'Ia'IcIb'IaIb低压解列保护配置开放/关闭同期功能保护配置开放/关闭反向联锁保护配置开放/关闭复压闭锁保护配置开放/关闭TV断线保护配置开放/关闭4.1三段定时限过流保护（可带方向和复合电压闭锁）4.1.1原理概述本装置设三段定时限相过流保护，三段均为三相式。每段过流保护均带一个时限。三段共用公共的复压闭锁和方向闭锁元件，且三段都可以独立地用配置字选择是否经复压闭锁和方向闭锁。过流I段保护逻辑框图如图4所示，过流II,III段同I段。通过设置，过流Ⅰ，Ⅱ段可以被外部开入闭锁（遥信15，16）图4过流I段保护逻辑框图方向元件采用90°接线，按相启动。各相电流元件仅受表3相应的方向元件的控制。表490°接线方向元件电流与电压的对应关系方向元件电流I电压UFAIaUbcFBIbUcaFCIcUab方向元件的最大灵敏角为-30°，动作区区间为[